JPS61184745A - 光磁気記録再生消去方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はレーザ光によって情報の記録再生消去をおこな
う光磁気記録再生消去方式及びその装置に関する。

（従来技術とその問題点） 光記鎌方式、特に光デイスクメモリ方式は、高密度・大
容量記録が可能であり、かつ非接触・高速アクセスもで
きるという点から大容量ファイルメモリの一つとして近
年注目を集めている。その中でも記録媒体としてＭｎＢ
１　、ＭｎＣｕＢ１　、ＭｎＴｉＢ１　。

ＭｎＡｌＧｅなどの結晶性磁性薄膜あるいはＴｂ、Ｇｄ
。

Ｄｙ、Ｈｏなどの希土類金属とＦｅ　、Ｃｏ　、Ｎｉな
どの遷移金属との組み合わせによって作成される非晶質
磁性薄膜を用いた光磁気ディスクメモリは、記録情報の
書き替えが可能であるという利点を持っていることから
、各所で盛んに研究されている。

従来、公知の光磁気記録再生消去方式においては、情報
の記録・再生・消去に対してそれぞれ次のような動作が
とられる。記録媒体はあらかじめ媒体の保磁力以上の外
部磁界により一方向に着磁される。

記録には、レーザ光により発生する熱を利用する。レー
ザ光ビームを１〜２μｍφの微小スポットに絞り、記録
媒体に照射し、媒体温度を上昇させる。キー−９温度記
碌をおこなう場合には、記録媒体をキューり温度以上に
上昇させ、外部印加磁界あるいは記録媒体の反磁界によ
って反転磁区を形成する。補償温度記録をおこなう場合
には記録媒体の補償温度を室温付近に設定し、レーザ光
ビーム照射によっである温度まで昇温させ、媒体の保磁
力低下を利用し、外部印加磁界によって反転磁区を形成
する。前記手段により記録２値信号ｒｌｊｒＯＪを記録
媒体の反転磁区の有無に対応した形で記録できる。

再生は磁気光学効果（Ｋｅｒｒ効果あるいはＦａｒａｄ
ａｙ効果）を用いておこなわれる。すなわち記録媒体の
反転磁区の有無に対応して媒体からの反射光あるいは透
過光の偏光面が回転することを利用し、記録媒体から情
報を読み出す。記録媒体には記録時にくらべ低パワレベ
ルのレーザ光が照射され、その反射光または透過光から
信号を再生する。

記録情報を消去する場合には、外部磁界を記録時とは逆
極性に印加し、レーザ光ビームを記録時と同等の強度で
記録媒体に一様に照射するいわゆる一括消去が行われる
。外部磁界印加により記録媒体の磁化状態は記録前の初
期状態に戻る。

ここで、公知の外部磁界印加手段は、たとえば空心コイ
ルを用いる方法を用いる方法、あるいは永久磁石を用い
る方法である。しかしながら、記録時と消去時では通常
数百ニルステッド以上の印加磁界が必要であるために、
空心コイルを用いる場合にはコイルが大型化し、これに
伴って、磁界切替え速度が遅くなると共に記録媒体とコ
イルとの距離を十分に接近させないと所要印加磁界が得
られないという欠点がある。また、電磁石を用いる場合
にも磁界印加手段は大型化し磁界切替え速度が遅いとい
う欠点を生じる。さらに、永久磁石を用いる場合は、機
械的な駆動手段を用いて磁界を切替えるため複雑な機構
が必要でありこの場合も磁界切替速度は遅いものとなる
。

以上述べた様に、従来のいずれの方式においても磁界切
替え速度は遅いためζこ、消去ｉこは上述した一括消去
方式が用いられ、また記録には一定磁界印加中にレーザ
パワーを高速変調する方法が用いられていた。そしてこ
の方法では、記録時の印加磁界と消去時の印加磁界の差
が大きいと言う欠、点があった。又、従来装置では既に
記録された情報に、新しい情報を高速で重ね書きする、
いわゆるオーバライド性能を持たせることは不可能であ
った。

（発明の目的） 本発明の目的はこの様な従来の欠点を除くために、成さ
れたものであり、小型でかつ簡易な磁界印加手段を用い
、容易に記録・再生・消去を行なうことができ、さらに
、オーバーライド性能を有する新規な光磁気記録再生消
去方式及び装置を提供することにある・ （発明の構成） 本発明によれば、垂直磁気異方性を有する磁性薄膜を記
録媒体とし、レーザ光及び外部印加磁界によって、情報
の記録・再生・消去を行う光磁気記録再生消去方式にお
いて、外部磁界の印加を、前記記録媒体の片側に、所定
の間隔をおいて固定して設置された永久磁石による磁界
を制御することにより、行なうことを特徴とする光磁気
記録再生消去方式が得られる。

また、本発明にかかる光磁気記録再生消去！ｆＲでは、
光ヘッドと記録媒体への磁界印加手段を備えた光磁気記
録再生消去装置において、磁界印加手段は永久磁石と、
この永久磁石の磁極に対向する部分及び巻線が施された
部分とを有する高透磁率磁性体とからなり、該磁界印加
手段は記録媒体の片側に設置され、さらに前記巻線には
電流源が接続していることを特徴とする。

（構成の詳細な説明） 次に、本発明の構成について、図面を用いて詳細に説明
する。第１図（、）〜（ｂ）に、本発明に係る第−の光
磁気記録再生消去方式の記録・消去動作モード図を示す
。記録媒体に用いる磁性薄膜の磁化状態を消磁状態とし
、これを初期状態とする。消磁状態は、少なくとも記録
トラック以外の媒体領域を、印加磁界Ｈｗ′と同方向に
着磁した後、記録トラックにＨＷ’と同方向の消去磁界
ＨＢを印加しながら、消去パワＰＥを加えることにより
実現できる。記録は、第１図（ａｌ　（ｂ）のようにこ
の消磁状態の磁性薄膜に磁圧を形成することにより行わ
れる。

磁圧の磁化方向け、印加磁界ＨＷもしくはＨＷ’に対応
して、媒体面に対して、上向きでも、下向きでも良い。

従来の記録が一方向に着磁された磁性薄膜に反転磁圧を
形成して記録を行うのに対して、本発明に係る記録にお
いては、消磁状態の磁性薄膜に磁圧を形成すればよいの
で、記録に要する印加磁界は、従来の記録よりも小さく
てよい。再生は従来の再生と同じように、磁性薄膜から
反射されるレーザ光の偏光面回転を信号として取り出す
。

磁圧のある領域と消磁された領域とでは、明らかＫＫｅ
ｒｒ効果による偏向面の回転が異なるので、十分な再生
信号が得られる。消去時には第１図（Ｃ）。

（ｄ）に示した様に、消去を要する領域に、一定強度の
レーザ光ｐＢと一定値の外部磁界ＨＢを印加することＫ
より、初期状態と同じ消磁状態になる。

第２図は、本発明に係る光磁気記録・再生・消去装置の
構成を示したものである。これによると垂直磁気異方性
を有する磁性薄膜２を記録媒体とする光磁気ディスク１
の上方に光磁気記録用ヘッド３、その下方に外部磁界印
加手段４が設けられている。ここで光磁気記録用ヘッド
３は、記録・再生・消去用の光学系及び光検出機構を具
備した従来と同等のものであるが、外部磁界印加手段が
、従来と異なる。

第３図は、この外部磁界印加手段の構成を示した図であ
り、板状の永久磁石２２と、この永久磁石の記録媒体に
対向する側の磁極に対向する部分と、巻線２４を有した
部分とからなるＬ型で、高透磁率磁性体から成るコア部
２３とから成る。そして、巻線２４は、電流源２０に接
続され、巻線２４への電流の有無によって、第４図に示
す様に記録媒体へ磁場の印加と遮蔽が選択される。すな
わち、巻線２４に電流が流れていない時は、第４図（ａ
ｌに示す様に、コア部２３は、永久磁石２２の磁極から
生じる磁束を、もう一方の磁極へ、効率良く導く磁路を
形成するため、記録媒体側へは、磁界が殆ど印加されな
い。一方、第４図（ｂ）に示す様に、巻線２４に電流工
が流れる場合、電流■によりて、コア部２３内に生じる
磁束の分だけ、永久磁石２２の磁極から、磁束が外部に
漏れるため記録媒体へ垂直方向のバイアス磁界が印加さ
れる様になる。

第４図（ｃ）は、巻線に流れる電流Ｉと、バイアス磁界
ＨＢとの関係を示したものであり、電流工の増加に伴っ
て、バイアス磁界）（Ｂは増加し、コア部２３の磁化が
飽和に近づくにつれて、バイアス磁界ＨＢも、飽和する
傾向を示し、電流値ＩＳ以上では従来の永久磁石バイア
スと同等のバイアス磁界を得ることができる。第２図に
おいては、この様な外部磁界印加手段が記録媒体の下方
に、永久磁石の磁極Ｎが、媒体に対向する様に配設され
ている。従りて巻線への通電中は、記録媒体に上向きの
バイアス磁界が印加される。又、バイアス磁界の大きさ
は、巻線へ流す電流の大きさによって制御できる。

永久磁石２２としては、厚さ数ミリメートル、幅及び長
さが数ミリ−数十ミリメートルのサマリウムコバルト磁
石やアルニコ磁石もしくはフェライト磁石が用いられ、
コア部２３としては、厚さ数ミリメートル、磁路長及び
幅が数ミリ−数十ミリメートルのＮｉＦｅ合金、もしく
はＮｉＺｎフェライトやＭｎＺｎフェライト等のソフト
フェライトが用いられ、又巻線２４としては、線径数十
ミクロン−数百ミクロンの銅線が用いられ巻数は、数十
ターンである。又電流値Ｉｓとしては、数十〜数百ミリ
アンペアが適当である。

この様にして構成した外部磁界印加手段では、巻線のイ
ンダクタンスＬを１μＨ以下にすることが容易なため、
数百ニルステッドオーダの磁場の数メガへルツオーダで
の高速切替えが記録媒体から数ミリメートル離れた位置
からでも容易に実現できる。

光磁気記録用ヘッド３は、上述した様に従来と同等のも
のであり次の様な構成を有する。６は、直線偏向のレー
ザ光源であり、たとえば半導体レーザが使用される。７
，８．９はビームスプリッタである。レーザ光ビーム集
光用レンズ１０は、アクチュエータ１１により支持され
ている。フォーカスエラならびにトラッキングエラー信
号はそれぞれフォーカスエラ検出用受光素子１２、トラ
ッキングエラー検出用受光素子１３によって検出されサ
ーボ制御回路１４．１５に入力され、サーボ信号となシ
、前記アクチュエータ１１にフィードバックされる。再
生信号は偏光フィルタ１６を通過後、再生信号検出用受
光素子１７によって検出され、再生信号増幅回路１８に
よって増幅される。偏光フィルタ１６としては、たとえ
ばダラムトムソンプリズムが用いられる。再生信号検出
用受光素子１７としては、たとえばＰＬＮフォトダイオ
ードまたはアバランシェ・フォトダイオードが１吏用さ
れる。レーザ光源６の変調には、レーザ光源変調用回路
が使用され、記録時・消去時・再生時に合わせて、レー
ザ光のパワーが変調される。

第５図〜第９図は外部磁界印加手段の他の構成例を示す
図である。

第５図では、コア部２７において、巻線２８が施こされ
た部分の幅が永久磁石２２の磁極に対向する部分より小
さいことを特徴とする。

第６図では、コア部２９において、巻線３０が施こされ
た部分の厚みが、永久磁石２２の磁極に対向する部分よ
り小さいことを特徴とする。

第７図では、コア部３１において、巻線３２が施こされ
た部分の幅及び厚み共に、永久磁石２２の磁極に対向す
る部分より小さいことを特徴とする。

これらの構成例は、いずれも第３図に示す第一の構成例
に比べて、巻線部のコアの断面積を小さくすることによ
って、より低い電流値で巻線部の磁化が飽和するように
でき、その結果、印加磁界の高速切り替えを容易にする
ものである。

第８図では、コア部３７がＵ型をしており、このため永
久磁石の磁極から発生する磁束を、第一の構成例より効
率良く、もう一方の磁極に導くことができるので、巻線
３６に通電しない時における印加磁界を、より完全に遮
蔽できる。

第９図では、同心円柱状の永久磁石３９が、この内径と
同じ位の穴４２が設けられたコア部４０に、その穴位置
と内径をあわせて、取り付けられている。この場合、穴
４２を光ビームの通路として使えるので、外部磁界印加
手段を記録媒体に対して、光ヘッドと同じ側に配設する
場合に適している。

次に、本発明に係る第二の記録・再生・消去方式を説明
する。第１０図（ａ）〜（ｂ）に、第２図と同様の装置
を用いる場合の動作モード図を示す。この場合も、消磁
状態は少なくとも記録トラック以外の媒体領域を印加磁
界ＨＷ’と同方向（第２図中下から上向き）に着磁した
後、記録トラックにＨＷ”と同方向の消去磁界ＨＥを印
加しながら、消去パワーＰＫを加えることにより実現で
きる。ここで、消去磁界１”ＩＥを発生するのに必要な
巻線電流をＩＥとする。本方式では、記録時に、上記消
去パワーと同じ一定の・ξワーを加えながら、記録ノミ
ターンに応じて、巻線電流を高速変調することによって
外部印加磁界を消去磁界ＨＥと記録磁界ＨＷ’を順次印
加する。

記録媒体の走向に伴う冷却過程で、上記印加磁界に対応
して、同図（ｄ）に示す様に消磁状態部分４３の中に記
録磁化状態が実現される。従来の記録が一方向に着磁さ
れた磁性薄膜に反転磁圧を形成して記録を行うのに対し
て、本発明に係る記録では記録磁化状態が巻線に流す電
流喧に対応して決定される。従って、本方式では一括消
去の過程を必要とせずに所望の記録が実現できるオーバ
ライド性能を有している。再生は、従来の再生と同様に
、磁性薄膜から反射されるレーザ光の偏光面回転を信号
として取り出す。

（実施例１） 第２図に示した光磁気記録再生消去装置を用いて、光磁
気ディスクへの情報記録・再生・消去を行なった。外部
磁界印加手段としては、第７図に示したものを用いた。

これは、永久磁石としては厚さ２ｎ＋ｍ幅３０ｍｍ高さ
３０ｍｍのアルニコ磁石を用い、コア部としては、Ｍｎ
Ｚｎ　７エライトを磁極に対向する部分が厚さ２ｍ＋ｎ
、巾３５ｍｍに、巻線部が厚さ１ｍｍ高さ１０ｍｍに成
形したものを用い、この両者を接着剤で接着したものか
ら成る。巻線は、線径１００μｍの銅線が５０ターン巻
かれたものから成る。光磁気ディスクとして１２０（Ｉ
ＩＩｎ＄のプラスチック基板上に、スパッタ法によりＴ
ｂＦｅ　、＠を８００に厚に形成したディスクを使用し
た。基板としては、あらかじめ幅０．８μｍ、ピッチ２
．５μｍ１　　深さ７００ＸＬの溝が形成されているい
わゆるプリグループ基板を用いた。

まず、光磁気ディスクを一方向に初期着磁したのち、初
期着磁方向に１４００ｅのバイアス磁界を印加し、線速
９　ｍ／ｓｅｃにてディスク面上４ｍＷの一定強度レー
ザ光を照射した。照射したディスク・トラックの磁化状
態を偏光顕微鏡で観察した結果、一様に消磁されている
ことが確認された。次に、消磁された光磁気ディスクに
対して４　ｍＷのパワーで印加磁界を変えてＩＭＨ，の
信号の記録を行った。再生録は、第１１図に示す様に、
磁化反転方向にＯＯｅ以上ならびに初期着磁方向に、２
７００ｅ以上の範囲で飽和し、良好な記録ができた。

消去は、初期着磁方向に１４００ｅの磁界を印加し、４
　ｍＷの一定強度のレーザ光により実行された。

記録信号の消え残りは見られなかった。

（実施例２） 実施例１に示した、光磁気記録・再生・消去装置と光磁
気ディスクを用い、記録パワを４ｍＷ一定にして、記録
磁界として、初期着磁方向に消磁磁界ＨＥ　１４００ｅ
と磁圧形成磁界Ｈｗ’　３００　ｏｅをＩＭｌ（、で交
互に印加したところ、実施例１と同様良好な記録ができ
た。この記録トラック上に、新たに同一条件で記録磁界
を０．５　ＭＨ２で印加したところ、記録磁界に対応し
た記録ができた。前に記録した信号の消え残りは見られ
なかった。

（発明の効果） 以上述べた様に、本発明によれば従来例と比較して次の
様な効果がある。

■　磁性薄膜の消磁状態を初期状態としているので、従
来の記録・再生・消去方式に比べて、記録・再生・消去
に要する磁界変化量はｊ以下で良い。

■　外部磁界発生手段は、従来に比べて高速の磁界切替
ができるので、オーバライド性能を有する記録・再生・
消去装置及び方式を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第１０図（ａｌ〜（ｄｌは、本発明に係る光磁
気記録再生消去方式の動作モード図、第２図、第３図、
第５〜９図は、本発明の外部磁界印加手段の構成例を示
す図、第４図（ａｌ　＋　（ｂ）　＊　（ｃｌは、外部
磁界印加手段の動作説明図、第１１図は、本発明の実施
例で用いられた光磁気ディスクの記録特性を示す図であ
る。 図において、１・・・光磁気ディスク、２・・・磁性薄
膜、３・・・光磁気記録用ヘッド、４　、２６　、３３
　。 ３４．３５．３８・・・外部磁界印加手段、５・・・記
録媒体走向方向、６・・・レーザ光源、７，８．９・・
・ビームスプリッタ、１０・・・レーザビーム集光用レ
ンズ、１１・・・アクチュエータ、１２．１３・・・エ
ラー検出用受光素子、１４．１５・・・サーボ制御回路
、１６・・・偏光フィルタ、１７・・・再生信号検出用
受光素子、１８・・・増幅回路、１９・・・レーザ光源
変調用回路、２０・・・電流源、２１・・・巻線電流と
印加磁界の関係、２２．３９・・・永久磁石、２３，２
７゜２９．３１，３７．４０・・・高透磁率磁性体から
成るコア、２４．２８．３０．３２・・・巻線、４２・
・・穴である。４３・−・消磁状態部分 第　１　図 （幻叙穆 ′　・己角去 第２図 第３図 第４図 第　４　図 ＣＧ） 〒　６　図 第１０図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）垂直磁気異方性を有する磁性薄膜を記録媒体とし
   、レーザ光及び外部印加磁界によって情報の記録・再生
   ・消去を行う光磁気記録再生消去方式において、外部磁
   界の印加を、前記記録媒体の片側に、所定の間隔をおい
   て固定して設置された永久磁石による磁界を制御するこ
   とにより、行なうことを特徴とする光磁気記録再生消去
   方式。
2. （２）光ヘッドと、記録媒体への磁界印加手段を備えた
   光磁気記録再生消去装置において、磁界印加手段は、永
   久磁石と、この永久磁石の磁極に対向する部分及び巻線
   が施された部分とを有する高透磁率磁性体とからなり、
   該磁界印加手段は記録媒体の片側に設置され、さらに、
   前記巻線には電流源が接続していることを特徴とする光
   磁気記録再生消去装置。